CN103741143A - 蚀刻液循环处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蚀刻液循环处理系统，它包括蚀刻台、蚀刻缸、沉淀池、废液储缸、电解池、再生混合池和主控中心，蚀刻缸通过管道与沉淀池相连，沉淀池通过管道与废液储缸相连，废液储缸通过管道与电解池相连，电解池的出口通过再生混合池与蚀刻缸相连，主控中心的控制端与电解池中的正电极以及负电极相连；它还包括有蚀刻液循环处理的方法，方法主要由废液产生、沉淀、废液调整、电解和再生利用五个步骤组成。本发明采用三级沉淀，多重过滤，固体杂质滤除效果好，成本低廉，智能监控，能实时采集废液的相关数据并分析，节能环保，处理效果好。

Description

蚀刻液循环处理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种废液处理系统，特别是蚀刻液循环处理系统及方法。

背景技术

在工业生产中，特别是PCB板的生产过程中，酸性蚀刻是一种常见的蚀刻方式，在蚀刻过程中，酸性时刻液中的铜离子浓度或者亚铜离子浓度增加到一定值时，蚀刻液就不能稳定、快速的蚀刻铜箔，此时的蚀刻液即成为了蚀刻废液。酸性的蚀刻废液是含有大量重金属污染后的强酸溶液，直接排放在外，会对周围环境带来巨大破坏。因此，对酸性蚀刻液的正确处理就关系到环境以及工厂效益的双重问题。

酸性蚀刻液的处理方法包括化学再生法和电解再生法，化学再生法即使用诸如双氧水、氯酸钠等对废液进行氧化或中和处理。电解再生法即对酸性废液进行电离，将溶液中的铜离子电解出来，同时废液再度还原成酸性溶液供蚀刻循环使用。目前用得最多的依然是电解再生法。然而，目前许多公司只是理论上能够实现电解再生，在实际运用过程中并不能完成蚀刻液的电解循环。并且，传统的蚀刻液电解循环系统不仅成本高昂，同时过滤效果不好，废液从蚀刻缸中流出后，仅仅通过固液分离设备，就直接送入电解池。电解池的离子浓度和温度还依旧处于人工检测和调控阶段，十分不便。

专利申请号：201110257975.9公开了酸性氯化物蚀刻液的循环再生工艺方法及金属铜回收系统，该系统包括酸性蚀刻槽、膜电解槽，通过泵浦连接到上述酸性蚀刻槽，该膜电解槽内分阴极区和阳极区，阴阳极以隔离膜支架分隔，所述阳极区采用浸流式阳极；自动控制装置，连接到上述膜电解槽，用于将蚀刻液由泵浦从蚀刻槽打入膜电解槽的阳极区，并将电解再生处理后的蚀刻液由阳极区用泵浦打回至蚀刻工作槽继续蚀刻作业，在阳极区再生的同时，蚀刻液中铜离子透过离子膜进入阴极区，并沉积在阴极上，实现金属铜的电解回收。该发明能实现再生液的回收，但蚀刻废液未经过沉淀处理，其废液内包含的固体杂质繁多，电解出的铜包含杂质率高，电解效果不好。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有三级沉淀处理，多级过滤装置，同时成本低廉，智能化监控处理，绿色环保的蚀刻液循环处理系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：蚀刻液循环处理系统，它包括蚀刻台、蚀刻缸、沉淀池、废液储缸、电解池、再生混合池和主控中心，蚀刻缸的出口通过管道与沉淀池的入口相连；所述沉淀池为斜流式沉淀池，沉淀池内设有三个沉淀分池，第一级沉淀分池的出口与第二级沉淀分池的入口相连，第二级沉淀分池的出口与第三级沉淀分池的入口相连，每个沉淀分池的出口处均设有过滤网；沉淀池的出口通过管道与废液储缸的入口相连，废液储缸的出口通过管道与电解池的入口相连；所述的电解池中间设有将电解池分为阴极区和阳极区的电解隔膜，阴极区内设有负电极，阳极区内设有正电极；电解池内的正电极和负电极还与主控中心相连，电解池的出口通过过滤网和射流器与再生混合池相连，再生混合池的出口通过管道与蚀刻缸的入口相连；再生混合池、废液储缸、沉淀池、电解池和蚀刻缸内均设有液面高度传感器、浓度检测器、温度传感器和PH值检测器，液面高度传感器、浓度检测器、温度传感器和PH值检测器分别通过总线与主控中心相连。

具体的，它还包括有溢流槽，溢流槽的入口通过除渣泵与蚀刻缸相连，溢流槽的出口通过管道与电解池的入口相连。

具体的，主控中心包括有监控主机，监控主机分别通过控制总线与阀门控制单元相连，阀门控制单元包括蚀刻缸阀门、沉淀池阀门、废液储缸阀门、溢流槽阀门、电解池阀门以及再生池阀门，监控主机的电流控制端还分别与电解池中的正电极和负电极相连，所述的监控主机还通过总线与报警装置相连。

具体的，它还包括有报警装置，报警装置通过总线与监控主机相连。

具体的，第一级沉淀分池过滤网网孔大小为20微米，第二级沉淀分池过滤网网孔大小为15微米，第三级沉淀分池过滤网网孔大小为10微米。

蚀刻液循环处理方法，它包括有以下步骤：

S1：废液产生，蚀刻台蚀刻后的废液随着管道流入沉淀池，蚀刻缸溢流出的废液随着管道流向溢流槽；

S2：沉淀，废液在第一级沉淀分池内沉淀，固体杂质沉入池底，液体通过第一级沉淀分池的过滤网流向第二级沉淀分池，废液在第二级沉淀分池沉淀后，通过第二级沉淀分池的过滤网流向第三级沉淀分池，废液在第三级沉淀分池沉淀后，通过第三级沉淀分池的过滤网流向废液储缸；

S3：废液调整，在废液储缸内添加酸性溶液，使废液的PH值为2～4，废液的温度为20～35℃，废液中铜离子的浓度为20～60g/l；

S4：电解，电解时电解液的流量为0.8～1.5m³/h，电解池中阴极电流密度范围为100～2000A/m³，电解池中阳极电流密度范围为10～200 A/m³，电解后的溶液经过滤网过滤后，送入射流器；

S5：再生利用，射流器将电解后的溶液射流到再生混合池中，经过再生混合池的沉淀和过滤，送入蚀刻缸中进行循环利用。

进一步的，它还包括有数据采集和数据监控的方法：

S6：PH值检测器、温度传感器、浓度检测器和液面高度传感器将采集到的数据传递给主控中心，主控中心通过数据分析得出废液的温度、铜离子浓度、PH值以及废液在池中的液面高度；

S7：若采集到的数据与设定的数据范围有偏差，则通过显示屏显示出数据偏差，并报警，工作人员通过显示屏显示的数据偏差进行相应调整。

本发明具有以下几个优点：

1、采用三级沉淀，多重过滤，固体杂质滤除效果好；

2、成本低廉，采用沉淀池进行杂质滤除，比传统使用固液分离机成本低；

3、智能监控，能在废液处理过程中实时采集废液的温度、浓度、液面高度等数据，出现数据偏离能及时调节和报警；

4、废液处理效果好，蚀刻废液能持续性循环使用，节约了水能源，同时保护环境，绿色环保。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制中心电路连接图；

图3为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，蚀刻液循环处理系统，它包括蚀刻台、蚀刻缸、沉淀池、废液储缸、电解池、再生混合池和主控中心，蚀刻缸的出口通过管道与沉淀池的入口相连；所述沉淀池为斜流式沉淀池，沉淀池内设有三个沉淀分池，第一级沉淀分池的出口与第二级沉淀分池的入口相连，第二级沉淀分池的出口与第三级沉淀分池的入口相连，每个沉淀分池的出口处均设有过滤网；沉淀池的出口通过管道与废液储缸的入口相连，废液储缸的出口通过管道与电解池的入口相连；所述的电解池中间设有将电解池分为阴极区和阳极区的电解隔膜，阴极区内设有负电极，阳极区内设有正电极；电解池内的正电极和负电极还与主控中心相连，电解池的出口通过过滤网和射流器与再生混合池相连，再生混合池的出口通过管道与蚀刻缸的入口相连；再生混合池、废液储缸、沉淀池、电解池和蚀刻缸内均设有液面高度传感器、浓度检测器、温度传感器和PH值检测器，液面高度传感器、浓度检测器、温度传感器和PH值检测器分别通过总线与主控中心相连。

具体的，它还包括有溢流槽，溢流槽的入口通过除渣泵与蚀刻缸相连，溢流槽的出口通过管道与电解池的入口相连。

具体的，如图2所示，主控中心包括有监控主机，监控主机分别通过控制总线与阀门控制单元相连，阀门控制单元包括蚀刻缸阀门、沉淀池阀门、废液储缸阀门、溢流槽阀门、电解池阀门以及再生池阀门，监控主机的电流控制端还分别与电解池中的正电极和负电极相连，所述的监控主机还通过总线与报警装置相连。

具体的，它还包括有报警装置，报警装置通过总线与监控主机相连。

具体的，第一级沉淀分池过滤网网孔大小为20微米，第二级沉淀分池过滤网网孔大小为15微米，第三级沉淀分池过滤网网孔大小为10微米。

【实施例1】

如图1所示，蚀刻液经过蚀刻处理后，产生的废液经过沉淀池的三级沉淀，滤除废液中的固体络合物，废液流入废液储缸后，添加盐酸溶液，调整废液PH值为3，废液温度为20℃，铜离子浓度为20g/l，废液进入电解池，电解时，阴极的电流密度为400 A/m³，阳极的电流密度为100A/m³，电解时电解液的流量为1 m³/h，如此循环便在阴极电解板上析出金属铜，电解效率达到95%，电解后的溶液经过再生混合池流入蚀刻缸进行循环使用。

【实施例2】

如图1所示，蚀刻液经过蚀刻处理后，产生的废液经过沉淀池的三级沉淀，滤除废液中的固体络合物，废液流入废液储缸后，添加盐酸溶液，调整废液PH值为4，废液温度为30℃，铜离子浓度为27g/l，废液进入电解池，电解时，阴极的电流密度为800 A/m³，阳极的电流密度为80A/m³，电解时电解液的流量为1.2 m³/h，如此循环便在阴极电解板上析出金属铜，电解效率达到97%，电解后的溶液经过再生混合池流入蚀刻缸进行循环使用。

【实施例3】

如图1所示，蚀刻液经过蚀刻处理后，产生的废液经过沉淀池的三级沉淀，滤除废液中的固体络合物，废液流入废液储缸后，添加盐酸溶液，调整废液PH值为2，废液温度为35℃，铜离子浓度为35g/l，废液进入电解池，电解时，阴极的电流密度为1500 A/m³，阳极的电流密度为150A/m³，电解时电解液的流量为1.5 m³/h，如此循环便在阴极电解板上析出金属铜，电解效率达到98%，电解后的溶液经过再生混合池流入蚀刻缸进行循环使用。 

Claims (6)

1.蚀刻液循环处理系统，其特征在于：它包括蚀刻台、蚀刻缸、沉淀池、废液储缸、电解池、再生混合池和主控中心，蚀刻缸的出口通过管道与沉淀池的入口相连；所述沉淀池为斜流式沉淀池，沉淀池内设有三个沉淀分池，第一级沉淀分池的出口与第二级沉淀分池的入口相连，第二级沉淀分池的出口与第三级沉淀分池的入口相连，每个沉淀分池的出口处均设有过滤网；沉淀池的出口通过管道与废液储缸的入口相连，废液储缸的出口通过管道与电解池的入口相连；所述的电解池中间设有将电解池分为阴极区和阳极区的电解隔膜，阴极区内设有负电极，阳极区内设有正电极；电解池内的正电极和负电极还与主控中心相连，电解池的出口通过过滤网和射流器与再生混合池相连，再生混合池的出口通过管道与蚀刻缸的入口相连；再生混合池、废液储缸、沉淀池、电解池和蚀刻缸内均设有液面高度传感器、浓度检测器、温度传感器和PH值检测器，液面高度传感器、浓度检测器、温度传感器和PH值检测器分别通过总线与主控中心相连。

2.根据权利要求1所述的蚀刻液循环处理系统，其特征在于：它还包括有溢流槽，溢流槽的入口通过除渣泵与蚀刻缸相连，溢流槽的出口通过管道与电解池的入口相连。

3.根据权利要求1所述的蚀刻液循环处理系统，其特征在于：所述的主控中心包括有监控主机，监控主机分别通过控制总线与蚀刻缸阀门、沉淀池阀门、废液储缸阀门、溢流槽阀门、电解池阀门以及再生混合池阀门相连。

4.根据权利要求1所述的蚀刻液循环处理系统，其特征在于：它还包括有报警装置，报警装置通过总线与监控主机相连。

5.蚀刻液循环处理方法，其特征在于：它包括有以下步骤：

S1：废液产生，蚀刻台蚀刻后的废液随着管道流入沉淀池，蚀刻缸溢流出的废液随着管道流向溢流槽；

S2：沉淀，废液在第一级沉淀分池内，固体杂质和金属络合物沉入池底，液体通过第一级沉淀分池的过滤网流向第二级沉淀分池，废液在第二级沉淀分池沉淀后，通过第二级沉淀分池的过滤网流向第三级沉淀分池，废液在第三级沉淀分池沉淀后，通过第三级沉淀分池的过滤网流向废液储缸；

S3：废液调整，在废液储缸内添加酸性溶液，使废液的PH值为2～4，废液的温度为20～35℃，废液中铜离子的浓度为20～60g/l；

S4：电解，电解时电解液的流量为0.8～1.5m³/h，电解池中阴极电流密度范围为100～2000A/m³，电解池中阳极电流密度范围为10～200 A/m³，电解后的溶液经过滤网过滤后，送入射流器；

S5：再生利用，射流器将电解后的溶液射流到再生混合池中，经过再生混合池的沉淀和过滤，送入蚀刻缸中进行循环利用。

6.根据权利要求5所述的蚀刻液循环处理方法，其特征在于：它还包括有数据采集和数据监控的方法：

S6：PH值检测器、温度传感器、浓度检测器和液面高度传感器将采集到的数据传递给主控中心，主控中心通过数据分析得出废液的温度、铜离子浓度、PH值以及废液在池中的液面高度；

S7：若采集到的数据与设定的数据范围有偏差，则通过显示屏显示出数据偏差，并报警，工作人员通过显示屏显示的数据偏差进行相应调整。

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